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11 de dez. de 2013
14 de jul. de 2013
Ligações Químicas: Metais, Não-Metais, Ligações Iônicas e Ligações Covalentes
Como sabemos, os átomos se ligam a outros para completarem suas camadas de valência.
Se você não está lembrando, camada de valência é a última camada da
eletrosfera do átomo e ela é considerada completa se possuir oito
elétrons (para átomos com mais de uma camada) ou dois elétrons (para
átomos com uma única camada). Assim, desde que sua camada não esteja
completa, ele irá se ligar a outros átomos para tentar completá-la.
Vamos fazer uma suposição: as pessoas só são felizes se possuirem uma
bicicleta. Você não possui a bicicleta e ela custa R$ 100,00, mas você
só tem R$ 50,00. Você tem um irmão pequeno, de mais ou menos dois anos,
que possui R$ 50,00 e também não tem bicicleta. Para poder adquirir uma
bicicleta e ficar feliz, você propõe a ele uma sociedade em que cada um
entra com R$ 50,00 e poderão usar a bicicleta.
Proposta aceita, a bicicleta é comprada mas, deixando a hipocrisia de
lado, você vai andar na bicicleta e seu irmão não, já que você é muito
mais forte do que ele. Ele não conseguirá tomá-la à força, mas
certamente passará o resto de sua vida atrás de você pedindo
insistentemente: "Posso andar? Posso andar?"
Outra suposição: seu irmão tem a mesma idade e estatura que você. Vocês
poderão fazer uma sociedade para comprar a bicicleta, mas você terá que
deixá-lo andar de vez em quando - e ele a você - senão vira e mexe
alguém levará um soco.
Com os átomos a coisa é mais ou menos parecida. Um átomo com camada de
valência incompleta chega perto de outro átomo também incompleto e
propõe uma "sociedade eletrônica". Se um deles for muito mais forte que o
outro, ele roubará o elétron necessário e não deixará que seu "sócio" o
compartilhe. Se essa diferença de força não for tão grande, embora um
tente roubar o outro, não conseguirão e serão obrigados a compartilhar o
elétron em uma sociedade mais justa.
A força do átomo
A tendência ou força que um átomo tem para capturar elétrons é chamada de eletronegatividade.
Assim, entenderemos como forte (neste texto) um átomo que possui grande
eletronegatividade e como fraco os de baixa eletronegatividade. O flúor
é o mais forte e o frâncio o mais fraco.
Tipos de ligações
Quando um átomo forte (com grande eletronegatividade) se liga a um
átomo fraco (com baixa eletronegatividade), há transferência definitiva
de elétron do mais fraco para o mais forte. Se tirarmos um elétron de um
átomo, ele deixa de ser neutro, pelo desequilíbrio entre seu número de
prótons e de elétrons. Quando um átomo perde elétron, ele fica com mais
prótons do que elétrons, e sua carga passa a ser positiva. Se o átomo
ganhar elétrons, também haverá um desequilíbrio de cargas e, como ele
terá mais elétrons do que prótons, ele será eletricamente negativo. Um
átomo que deixa de ser eletricamente neutro, se tornando positivo ou
negativo, passa a ser chamado de íon.
Aproximando um átomo altamente eletronegativo de um de baixa
eletronegatividade, ele captura elétrons tornando-se um íon negativo e
tornando o outro um íon positivo. Como cargas elétricas opostas se
atraem, eles ficarão ligados por atração eletromagnética e o tipo de
ligação será chamada de ligação iônica.
Se aproximarmos dois átomos de forte eletronegatividade, um não terá
força para capturar o elétron do outro permanentemente. Ele captura o
elétron mas o outro consegue capturá-lo de volta e, além de retomá-lo,
captura um elétron do outro. Esse jogo fica se repetindo fazendo com que
o par de elétrons (um de cada átomo) fique orbitando pelos dois átomos.
É importante perceber que nesse caso não há formação de íons. Esse tipo
de ligação, onde não há transferência definitiva de elétrons, e sim
compartilhamento do par, é designada ligação covalente.
Quem é forte e quem é fraco?
Consideraremos fortes os não-metais e fracos os metais. Localizando na tabela periódica:
Exemplificando
O2 (oxigênio molecular) - não-metal com não metal = Ligação Covalente
CO2 (dióxido de carbono) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente
H2O (água) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente
CH4 (metano) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente
Al2O3 (óxido de alumínio) - metal com não-metal = Ligação Iônica
NaCl (cloreto de sódio) - metal com não-metal = Ligação Iônica
PbI (iodeto de chumbo) - metal com não-metal = Ligação Iônica
FeS (sulfeto de ferro) - metal com não-metal = Ligação Iônica
Existem outros tipo de ligação?
Sim. Existem também ligações metálicas e ainda um tipo especial de ligação covalente, chamada ligação covalente coordenada, mas trataremos de cada uma delas em separado, em outros textos.
Resumindo...
Metais com Não-Metais = Ligação Iônica.
Não-Metais com Não-Metais = Ligação Covalente.
Ligação Iônica = Transferência definitiva de elétrons, formação de íons.
Ligação Covalente = Compartilhamento do par de elétrons em órbita comum.
15 de mai. de 2013
Sulfatos
Os sulfatos são espécies químicas iônicas, de valência ou estado de oxidação 2-, que se originam a partir do ácido sulfúrico, tratando-se de um átomo de enxofre central ligado a quatro átomos de oxigênio por meio de ligações covalentes, de fórmula molecular SO42-. Dessa forma, o mais conhecido ácido do íon sulfato é o ácido sulfúrico (H2SO4),
sendo também utilizada a denominação de óxido sulfúrico para os
sulfatos. Apresentam importância que vai desde o laboratório, passa pela
indústria e chega aos sistemas vivos.
A maioria dos sais de sulfatos é solúvel, exceções feitas ao sulfato de cálcio (CaSO4), sulfato de estrôncio (SrSO4) e sulfato de bário (BaSO4).
Tal fato deve-se a elevada energia de ligação entre cátion e ânion, uma
vez que o primeiro apresenta valência +2, e o segundo valência -2. Um
importante conceito químico na averiguação da solubilidade de um
composto está na equilibração das cargas elétricas,
o que, quando ocorre, sugere insolubilidade do composto. Entretanto,
este princípio apresenta um grande número de exceções, e somente pode
ser usado para cátions e ânions de valência igual ou superior a dois.
No processo de solubilidade do sal de um sulfato está envolvido a sua dissociação aquosa, ou seja, a ligação química, de natureza iônica, existente entre o(s) átomo(s) metálico(s) (cátions) e o sulfato (ânion),
que é quebrada, e o composto então é dissociado em seus íons;
solubilizado. Entretanto, as ligações covalentes existentes entre o
átomo de enxofre e os quatro átomos de oxigênio não apresentam interação
com a água, de modo que permanecem intactas.
Abaixo pode ser compreendido o conceito da dissociação, no qual é apresentada a molécula de sulfato de sódio.
Dissociação do sulfato de cálcio.
Pode ser percebido que as ligações iônicas interagem com a água, uma
vez que são rompidas (ligações essas existentes entre os átomos de sódio
e o sulfato), já as ligações covalentes existentes entre o átomo de
enxofre e os átomos de oxigênio não interagem com a água, logo, não se
rompem.
Entre os principais sais de sulfatos estão ao sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) e o sulfato de cálcio (CaSO4).
O primeiro é um “sal bastante solúvel em água, usado na purificação de
águas das cidades, como mordente em tinturaria, na impermeabilização de
tecidos e no curtimento de couros”1. O segundo é “encontrado na natureza de forma anidra, denominada anidrita e na forma de dihidratado (CaSO4.2H2O), denominada gipsita, que pode originar, por aquecimento controlado, o hemihidratado, CaSO4.1/2H2O ou 2CaSO4.H2O),
que é denominado gesso comum e tem a faculdade de absorver água,
produzindo novamente o dihidrato, que é sólido. Forma, assim, um produto
capaz de ser moldado e que se constitui na primeira massa plástica
conhecida pelos químicos”.
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